1.1　导言

互联网几乎改变了每个人生活的方方面面。现在大多数人都认为它（上网）是理所当然的。当你在家里听到“嘿，没有互联网！”时，你明白必须将其作为当务之急的事件来处理，就像世界上任何值得尊敬的技术支持中心一样——如果你想让你的家庭保持正常的话。诚然，无论对于商务、教育、社交网络、银行还是休闲而言，今天的互联网比以往任何时候都更为重要。换句话说，互联网将继续变得越来越重要。

在互联网基础设施的背后，网络运维人员努力设计、部署、维护和监控网络。他们的确切工作是什么？FCAPS模型尝试将网络运维工程师的工作进行分类（从起源甚早至今仍有关联的FCAPS模型开始，即故障（Fault）、配置（Configuration）、计费（Accounting）、性能（Performance）和安全（Security）管理），这是一个国际标准，由国际电信联盟（ITU）[1]定义，描述各种网络管理域。

表1-1 ITU-T FCAPS模型参考ITU-T M.3400和ISO/IEC 7498-4（开放系统互连——基本参考模型，第4部分：管理框架）描述了FCAPS模型中每个功能域的主要目标。

该模型的好处是将管理工作分成更独立、更易于理解的工作。必须通过故障管理来分析故障并主动管理网络。配置管理是必不可少的，不仅实例化新服务，而且改进服务和修复错误。计费管理有助于计量流量使用情况，用于计费或简单的数据收集。性能管理按需提供服务或持续监控服务，以便主动检测网络故障或性能降级。

FCAPS中一个更独立的部分是安全：安全保护网络设备（无线接入点、交换机和路由器）以及所有网络连接设备（PC、平板电脑、智能手机等）的压力越来越大，安全工程师已经成为一份独立的工作。

请注意，几年前FCAPS旁边出现了一个新术语：FCAPS+E（能耗（Energy）管理）。网络设备耗费很多电能，包括来自互联网的核心路由器、包含服务器的数据中心以及连接到互联网的设备。例如，IP电话的功耗仅2.3W（待机时），最高14.9W，具体取决于以太网供电（PoE，802.3AF标准）分类和启用的功能。

不管现在和未来，顾客关心的都是服务。他们最担心的是网络罢工。服务提供商按需提供服务，并提供出色的用户体验。当运行的服务不符合客户期望时，提供商需要尽快修复。现有的配置、监控和故障排除方法无法满足客户按需、高质量、即时服务的需求。从应用服务器到网络连接再到最终消费者，需要全面实现服务交付的自动化。要提供高质量的服务体验，需要对服务质量进行自动监控、问题检测和自动恢复。编程自动化是大规模、高质量服务交付的关键。

采用编程自动化的网络工程师将是下一代服务交付的关键。通过扩展他们的技能以实现模型驱动的编程自动化，将使他们将成为有价值的贡献者，为客户提供下一代服务。

实施五个（加上能耗是六个）FCAPS管理需要更多的自动化和更多的可编程性。基于这些类别划分为割裂的网络管理系统的时代已经过去。网络需要作为一个统一的整体进行管理。显然，实现某一个类别的自动化是朝着正确方向迈出的一步。但是，在不集成故障管理、不考虑网络和服务性能、不考虑安全、不收集计费信息的情况下，自动化网络配置不会提供真正完整的自动化。从这个意义来讲，FCAPS类别之间的界限目前正在模糊化。来自不同FCAPS背景的工程师需要将特定领域的知识集成到整个公司范围、集成到整个FCAPS内的通用自动化框架中，这基本上是在开发DevOps模型，本章稍后将对此进行介绍。

网络运维人员可以清楚地设想未来的服务模式：所有网络元素都是单个可编程交换结构的一部分。服务可以从广泛存在的虚拟设备中快速组装而成，每个设备都会自动通告其可编程能力。它们可以在更高层次上设计，独立于异构基础设施的复杂性和设备依赖性。

以网络业务链为例，它又称业务功能链（SFC）[2]，利用软件定义网络（SDN）的功能，将连接的网络服务（如流量整形器、入侵防御系统、入侵检测系统、内容过滤、广域网加速、防火墙等）创建一个业务链，并将其连接成一个虚拟链。网络运维人员可以实现SFC端到端的配置自动化，在几分钟内创建甚至重新订购服务。

目前此模型可以通过SDN和网络功能虚拟化（NFV）的强大功能来实现。然而，实施它需要一个完全可编程的网络，其服务器资源可以随着需求的增长而扩展。虚拟网络功能（VNF）必须由SDN控制器远程编程，无须网络运维人员人工干预，配置和变更必须完全自动化。为实现这一点，整个行业的设备供应商、VNF供应商和服务器供应商必须将其虚拟化设备升级为在SDN环境中可编程的设备。为此，需要一个标准的配置管理协议来提供安全、可靠的传输，并支持在全网络范围内创建、修改和删除VNF中的配置信息。

在未来的服务模式中，该框架应进一步包括服务保障。服务降级时事件会自动触发网络的重新配置。为了给基于意图的网络打开大门，网络运维人员必须指定服务的特征（连接、带宽、性能指标，例如最大延迟/丢失/抖动等），而不是网络配置。然后，网络将优化其配置以支持所有服务。

业界将NETCONF与YANG数据建模语言一起作为一种配置协议。NETCONF/YANG组合最初设计为管理协议，它提供了一种简单的标准化方法，可以让任何设备或服务使用可编程接口。YANG作为网络行业的数据建模语言引发了网络运营的转型变化，即数据模型驱动的管理。在本书中，你将发现NETCONF/YANG组合对可编程性的明显好处，包括：

• 通过自动化实现更快的服务部署
• 通过对配置更改进行程序化验证，减少服务部署错误
• 提高可服务性（即更快地诊断和修复问题）
• 通过减少传统网络工程费用降低运营成本

作为网络工程师，应该对自己进行投资，并成为面向未来的网络工程师，使用编程自动化来提高你的工作效率和客户体验。本书是你转型的关键一步。

以下各节研究了几年前开始出现的一些行业趋势。即便不是所有趋势，大多数趋势都指向YANG带来的变革和网络可编程性。